检索结果-南通市图书馆

作者：张浩电子科技大学

学位级别：硕士

超高清视频的广泛应用,对视频处理系统的硬件实现带来了新的挑战。为缓解读写参考帧引起的高内存带宽和功耗问题,常用的方法是利用帧缓存压缩(Frame Buffer Compression,FBC)对参考帧数据进行压缩。帧缓存压缩技术不仅能减小系统总线带... 详细信息

超高清视频的广泛应用,对视频处理系统的硬件实现带来了新的挑战。为缓解读写参考帧引起的高内存带宽和功耗问题,常用的方法是利用帧缓存压缩(Frame Buffer Compression,FBC)对参考帧数据进行压缩。帧缓存压缩技术不仅能减小系统总线带宽,还能降低片外存储器的容量需求,节省硬件成本,展现出极高的实用价值。本文着眼于高效视频帧缓存压缩课题,设计频率域的视频帧内编码方法,并利用码率控制算法来实现压缩数据的随机访问,具体工作如下:(1)结合人眼的视觉感知特性,本文设计了频率域的轻量级帧内编码架构,在此架构中,采用了预处理、离散小波变换、预测、量化和哈夫曼编码技术,支持16×4和8×8两种图像块划分方式。其中,针对交流变换系数,本文基于差分预测的思想设计了一种编码树结构,将对系数的编码转化为对编码树结构的编码,以降低编码长度。实验结果表明,在压缩率34.1%～43.3%下,客观性能指标PSNR达47.06d B～58.77d B。(2)为了实现压缩数据的随机访问特性,本文设计了一种基于三级量化和码率估计的码率控制算法。该方法结合了小波变换的多尺度分析能力,在编码过程中,通过该算法确立主观质量最佳的量化参数。嵌入至编码器后,该码率控制算法能够精确控制每个编码单元的码流长度,从而实现块级的固定压缩率。针对码率控制模块引入后编码时间增加的问题,本文探索了初始量化表调整和自适应量化参数初始化的优化策略。实验结果表明,在测试序列上,本文设计的帧缓存压缩算法在50%的块级固定压缩率下,PSNR为43.56d B～50.04d B,解码图像与原始图像在主观画质上无明显差异,具有视觉无损的效果。与其它帧缓存压缩算法相比,在相同的压缩率下,本文的算法优于MMSQ算法,PSNR比MMSQ算法高1.82d B～7.51d B,且有更好的主观编码质量。

关键词：帧缓存压缩帧内编码码率控制固定压缩率

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基于帧缓存压缩技术的解码器优化解决方案

基于帧缓存压缩技术的解码器优化解决方案

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作者：李睿轩西安电子科技大学

学位级别：硕士

视频应用的多样化和高清化趋势使视频压缩技术受到了巨大的挑战。为此VCEG和MPEG联手制定并于2013年正式发布了新一代视频编解码标准H.265/HEVC。该标准使视频压缩率比上一代标准提升了一倍,极大的缓解了视频传输过程中的带宽压力,但是... 详细信息

视频应用的多样化和高清化趋势使视频压缩技术受到了巨大的挑战。为此VCEG和MPEG联手制定并于2013年正式发布了新一代视频编解码标准H.265/HEVC。该标准使视频压缩率比上一代标准提升了一倍,极大的缓解了视频传输过程中的带宽压力,但是由于其使用更复杂的编码算法,所以在解码过程中的计算量也大幅提升,尤其是在帧间解码过程中,频繁的数据读写占用了大量系统总线的带宽。本文将帧缓存压缩技术加入传统解码器结构中用于缓解由于解码超高清视频而导致的解码器与内存的海量数据交换而带来的总线带宽压力。帧缓存压缩技术(Frame Buffer Compression)是一种针对图像的平均压缩率达到50%的无损压缩算法。本文将帧缓存压缩技术应用于帧间解码过程中,将参考帧压缩再写入内存,当解码器需要使用参考帧中的数据时取回压缩的数据并将数据还原。由于通过总线的数据已经被压缩,所以可以极大的节省总线带宽。本文设计采用帧缓存压缩技术的系统架构,完成子模块功能划分。针对每一子模块工作原理设计多种工作方案,主要使用C语言对以下模块和方案进行模拟和评估:(1)分析内存和总线的工作原理,设计不同的存储方案,使用C语言利用帧间解码参考块信息评估每种方案,给出了能提高内存工作效率的存储方案和节省总线带宽的工作模式,经过测试显示将图像以16×32像素为单位进行存储,取数时内存跨行的次数比传统方式下减少90%以上,另外,当帧缓存压缩算法工作在半块模式时,带宽能够比紧凑模式节省4%;(2)为解决帧缓存压缩算法和H.265/HEVC标准使用的并行处理技术冲突的问题,给出了采用扩边操作的解决方案。采用复制最邻近像素的方式对一副图像向左和向上分别扩边8个像素,向右和向下扩边最终使图像分辨率达到帧缓存压缩技术处理单元的整数倍,以增加数据量约1%的代价解决了并行处理的等待时间;(3)使用FIFO模块预存取数命令和Head Cache模块预取编码头文件解决了由于加入帧缓存压缩技术导致多次申请总线问题,通过使用Python语言的Turtle工具可视化参考帧取数的顺序,确定了Head Cache的预取方式,设计C模型评估Head Cache替换策略的优劣,确定了满足性能要求的Cache的容量;(4)针对参考块会重复取数的特点,为了进一步节省总线带宽加入Body Cache模块,评估不同取数方案的命中率和带宽表现,确定了Body Cache的容量和预取规模;(5)在找出每一子模块的最优设计方案后,评估使新系统能够流畅运行所需例化的解码模块数量并评估了新方案相比于传统方案节省的总线带宽,结果显示新方案比传统方案节省了一半的带宽量使性能提升明显。

关键词：帧缓存压缩 H.265/HEVC 解码器 Cache替换策略

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一种新的JPEG-LS压缩算法的低延迟实现方案

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集成电路应用 2017年第6期34卷 23-27页

作者：阙恒王渊峰武凤霞上海兆芯集成电路有限公司上海201203

JPEG-LS的实现复杂度相对较低,同时拥有较高的压缩率,因而被广泛使用在连续色调图像的无损压缩领域。然而JPEG-LS的算法本身决定了它必须逐像素压缩,这种强依赖关系使得JPEG-LS单幅图像的压缩延迟过大。虽然利用分块的方法可以对JPEG-L... 详细信息

JPEG-LS的实现复杂度相对较低,同时拥有较高的压缩率,因而被广泛使用在连续色调图像的无损压缩领域。然而JPEG-LS的算法本身决定了它必须逐像素压缩,这种强依赖关系使得JPEG-LS单幅图像的压缩延迟过大。虽然利用分块的方法可以对JPEG-LS进行有效的加速,但分块压缩法无法降低一个子块内的压缩延迟,同时较小的分块也会造成压缩率的显著损失,因此不适用于对延迟敏感的系统。为了解决这个问题,提出了一种新的降低压缩延迟的方法,即推迟上下文更新法,它打破了JPEG-LS的强像素依赖,大大缩短了压缩延迟,即使不做图像分块,也使得像素间的并行压缩成为可能。

关键词：压缩算法推迟的上下文更新并行压缩低延迟压缩帧缓存压缩 JPEG-LS

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